check/exam_inifcns_nstdsums.cpp

   1 /** @file exam_inifcns_nstdsums.cpp
   2  *
   3  *  This test routine applies assorted tests on initially known higher level
   4  *  functions. */
   5
   6 /*
   7  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2003 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   8  *
   9  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  *  (at your option) any later version.
  13  *
  14  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  *  GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  21  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  22  */
  23
  24 #include "exams.h"
  25
  26 #include <fstream>
  27
  28
  29 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  30 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  31 //  S exam
  32 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  33 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  34
  35
  36 /*
  37  * The data in the following include file has been produced by the following
  38  * Mathematica (V4.1) script:
  39  *
  40  *
  41  *    x={2/10,1,14/10,30/10}
  42  *    y={0,3/10,-14/10}
  43  *    st = OpenAppend["exam_inifcns_nstdsums_data.raw"]
  44  *    $NumberMarks = False
  45  *    Do[
  46  *      Do[
  47  *        Do[Write[st, i]; Write[st,j]; Write[st,x[[k]]+I*y[[l]]];
  48  *          Write[st,Chop[N[PolyLog[i,j,x[[k]]+I*y[[l]]],25]]],{i,3},{j,3}], {k,4}],{l,3}]
  49  *    Do[
  50  *      Do[
  51  *        Do[Write[st, i]; Write[st,j]; Write[st,-x[[k]]+I*y[[l]]];
  52  *          Write[st,Chop[N[PolyLog[i,j,-x[[k]]+I*y[[l]]],25]]],{i,3},{j,3}], {k,4}], {l,3}]
  53  *    Close[st]
  54  *
  55  *
  56  * and postprocessed by the following shell script
  57  *
  58  *
  59  *    #/bin/sh
  60  *    IFS=$'\n'
  61  *    cat exam_inifcns_nstdsums_data.raw | sed -e 's/\*\^/E/g' > exam_inifcns_nstdsums_data.raw2
  62  *    echo 'const char *data[] = {' > exam_inifcns_nstdsums_data.raw3
  63  *    for i in `cat exam_inifcns_nstdsums_data.raw2`; do echo \"$i\",; done >> exam_inifcns_nstdsums_data.raw3
  64  *    echo '"-999"};' >> exam_inifcns_nstdsums.h
  65  *
  66  *
  67  */
  68 #include "exam_inifcns_nstdsums.h"
  69
  70
  71 // signals end of data
  72 const int ENDMARK = -999;
  73
  74
  75 static unsigned inifcns_test_S()
  76 {
  77         int digitsbuf = Digits;
  78         // precision of data
  79         Digits = 22;
  80         ex prec = 5 * pow(10, -(int)Digits);
  81
  82         unsigned result = 0;
  83
  84         int i = 0;
  85         while (true) {
  86                 ex n(data[i++],symbol());
  87                 if (n == ENDMARK) {
  88                         break;
  89                 }
  90                 ex p(data[i++],symbol());
  91                 ex x(data[i++],symbol());
  92                 ex res(data[i++],symbol());
  93                 ex res2 = S(n, p, x).evalf();
  94                 if (abs(res-res2) > prec) {
  95                         clog << "S(" << n << "," << p << "," << x << ") seems to be wrong:" << endl;
  96                         clog << "GiNaC           : " << res2 << endl;
  97                         clog << "Reference       : " << res << endl;
  98                         clog << "Abs. Difference : " << res2-res << endl;
  99                         if (res2 != 0) {
 100                                 ex reldiff = abs((res2-res)/res2);
 101                                 clog << "Rel. Difference : " << reldiff << endl;
 102                         }
 103                         result++;
 104                 }
 105                 if (i % 80) {
 106                         cout << "." << flush;
 107                 }
 108         }
 109
 110         Digits = digitsbuf;
 111
 112         return result;
 113 }
 114
 115
 116 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 117 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 118 //  zeta exam
 119 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 120 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 121
 122
 123 static unsigned inifcns_test_zeta()
 124 {
 125         int digitsbuf = Digits;
 126
 127         unsigned result = 0;
 128
 129         lst res;
 130
 131         res.append(zeta(lst(2,1)) - zeta(3));
 132         res.append(zeta(lst(2,1,1,1,1)) - zeta(6));
 133         res.append(zeta(lst(6,3)) - (zeta(9)*83/2 - zeta(2)*zeta(7)*21 - zeta(2)*zeta(2)*zeta(5)*12/5));
 134         res.append(zeta(lst(4,2,3)) - (-zeta(9)*59 + zeta(2)*zeta(7)*28 + pow(zeta(2),2)*zeta(5)*4 -
 135                                        pow(zeta(3),3)/3 + pow(zeta(2),3)*zeta(3)*8/21));
 136         res.append(zeta(lst(3,1,3,1,3,1,3,1)) - (2*pow(Pi,16)/factorial(18)));
 137
 138         for (lst::const_iterator it = res.begin(); it != res.end(); it++) {
 139                 Digits = 17;
 140                 ex prec = 5 * pow(10, -(int)Digits);
 141                 ex diff = abs((*it).evalf());
 142                 if (diff > prec) {
 143                         clog << *it << " seems to be wrong: " << diff << endl;
 144                         clog << "Digits: " << Digits << endl;
 145                         result++;
 146                 }
 147                 cout << "." << flush;
 148                 Digits = 40;
 149                 prec = 5 * pow(10, -(int)Digits);
 150                 diff = abs((*it).evalf());
 151                 if (diff > prec) {
 152                         clog << *it << " seems to be wrong: " << diff << endl;
 153                         clog << "Digits: " << Digits << endl;
 154                         result++;
 155                 }
 156                 cout << "." << flush;
 157         }
 158
 159         Digits = digitsbuf;
 160
 161         return result;
 162 }
 163
 164
 165 unsigned exam_inifcns_nstdsums(void)
 166 {
 167         unsigned result = 0;
 168
 169         cout << "examining consistency of nestedsums functions" << flush;
 170         clog << "----------consistency of nestedsums functions:" << endl;
 171
 172         cout << "zeta" << flush;
 173         result += inifcns_test_zeta();
 174         cout << "S" << flush;
 175         result += inifcns_test_S();
 176
 177         if (!result) {
 178                 cout << " passed " << endl;
 179                 clog << "(no output)" << endl;
 180         } else {
 181                 cout << " failed " << endl;
 182         }
 183
 184         return result;
 185 }